可循环空气泡沫钻井技术在元坝10井的应用

针对川东北地区上部陆相地层砂岩、泥岩、页岩互层频繁,硬度大,研磨性强,常规钻井液钻井机械钻速低,而气体钻井由于地层出水无法顺利进行的技术难点,研发了适合该地区上部地层钻进的空气泡沫流体配方,研制了HX-350型环隙式机械消泡器,形成了可循环空气泡沫钻井技术。元坝10井Φ660.4 mm导眼段应用了可循环空气泡沫钻井技术,该井段的平均机械钻速为4.88 m/h,与邻井常规钻井液钻井井段相比,平均机械钻速提高了3倍;消泡器消泡效果显著,累计回收泡沫基液2230 m3,节约清水2230 m3,污水处理量减少2230 m3,并大大减少了发泡剂的消耗。应用结果表明,可循环空气泡沫钻井技术能有效解决大尺寸井眼的携岩问题,实现泡沫基液的循环利用,大幅度降低泡沫钻井成本,具有广阔的推广应用前景。      

泡沫钻井在河坝地区的应用

针对河坝地区地层倾角大、可钻性差的特征以及钻井速度慢且存在井下漏失等技术问题,提出了在陆相地层应用充气泡沫钻井技术并从井身结构及钻井液基本配方和性能方面进行泡沫钻井优化设计。在实际应用中,泡沫钻井的平均机械钻速为常规钻井液钻井的7.6倍,大大缩短了钻井周期,还降低了单井钻井综合成本约1500万元。使用大尺寸279.4mm钻铤的塔式钻具组合,能有效施加钻压控制井斜。     

泡沫钻井液在水平井段中的应用

通过分析泡沫钻井液对水平井段井眼净化的影响因素，并在室内试验的基础上，优选出泡沫钻井液配方，对配方的影响因素进行了分析、评价、将优选出的泡沫钻井液配方应用于水平井102井中，能够较好的净化井眼，提高机械钻速3－4倍。     

三相微泡沫钻井液体系研究及现场应用

介绍三相微泡沫钻井液体系的室内研究和现场试验情况。优选出的基液配方、起泡剂和稳泡剂能保证建立性能优良的微泡沫体系，新疆油田C2854井的应用表明该体系配制简单、可循环使用、维护方便、易于转化、成本较低，钻井液性能能够满足钻井工艺的要求，保证安全快速钻井。该体系可用于欠平衡钻井和近平衡钻井，也为解决低压易漏地层的井漏问题提供了切实可行的办法。     

伊朗TABNAK气田低压裂缝性地层泡沫钻井液技术

伊朗TABNAK气田地层岩性以灰岩和白云岩为主，石膏夹层较多；碳酸盐岩地层裂缝发育，连通性好，漏失严重；海平面以上是干层，无孔隙压力，海平面以下至井深2450m是盐水层。长城钻井公司采用了空气—泡沫钻井流体，即：空气粉尘、雾化空气、稳定泡沫钻井液和硬胶泡沫钻井液。通过实验，优选出发泡体积大、稳定时间长、抗盐抗钙能力强和耐温性能好的发泡剂和稳定泡沫液及硬胶泡沫液配方。现场应用表明，空气—泡沫钻井流体密度低；钻速快，平均机械钻速是常规钻井液的3—5倍；携砂性好，井眼清洁；能顺利穿过严重漏失地层。其中，空气粉尘用于干层钻进，速度快，无钻井液材料消耗，但必须有足够的空气排量；雾化空气适用于出水量较小的水层，但需要的空气排量更大，而且对钻井腐蚀太严重；泡沫钻井液适用于低压干层和水层，需要的空气排量较小，钻速快，抗盐钙和携砂能力强。     

大豆多元醇用于聚氨酯制品

福特汽车公司研究创新中心的科研人员声称他们在用大豆原料生产的聚氨酯泡沫制作汽车座垫、靠背、扶手和头靠等方面取得了突破。这家美国汽车厂商说目前汽车工业中的普遍水平只是在原料中使用5％的大豆基多元醇，但该公司开发的配方中已经用大豆衍生材料取代了40％的标准石油基多元醇，而在泡沫的耐用性、刚度和其他性能方面毫不逊色。这样的配方水平将对环境产生明显的影响，同时大大减少对进口石油的依赖。就福特公司而言，采用这样高容量的大豆基配方将使其每年的材料成本节约2600万美元。大豆是非常绿色的可更新资源，大量使用大豆基多元醇将更好地保护自然资源并降低环境负担。     

钻井液量化控制管理技术可行性探讨

节约钻井液材料是施工方(井队)降低钻井成本的主要手段．但盲目地减少钻井液处理剂的投入．会导致钻井液性能不佳，引发井下复杂与事故。根据目前钻井队的实际装备情况．找到一种既节约钻井液成本、又能保证井下安全的减少钻井液材料的有效途径，即控制钻井液的总量，对钻井液实施t化管理。对钻井液量化控制管理技术进行了研究和探讨，确定了钻井液量化控制管理技术的实施方法和思路。分析和计算结果表明，通过设计新型的钻井液循环系统或对现有循环系统的改造，钻井液循环总量可以节约24．0％左右，从而可以很大程度地节约钻井成本。     

可循环泡沫钻井液在宝302井欠平衡井段的应用

介绍了可循环泡沫钻井液的配方，性能及在宝302井欠平衡井段中的应用情况，结果表明该体系悬浮和携岩能力强，抗高温，抗污染效果好，能够满足宝南区块深井欠平衡压力钻井的需要，且保护油气层效果好，同时，这也是国内首次将可循环泡沫钻井液成功应用于井泥岩及煤层井，拓宽了泡沫钻井液的应用范围。     

涪陵焦石坝含硫地层泡沫钻井试验

借鉴钻井液除硫方法,首次提出在含硫地层使用防硫泡沫钻井的设想。研究防硫泡沫配方及配伍性,改进防硫泡沫施工工艺,强化地面硫化氢的监测和防硫措施,并制定应急预案。在涪陵焦石坝成功试验3口井,安全钻穿含硫地层,地面未检测到硫化氢,拓宽了气体钻井技术的应用领域。     

欠平衡蝇水基泡沫的稳定性和流动性研究

欠平衡钻井中，泡沫钻井液的稳定性和流变性是２个重要参数，当所钻油气层压力或已衰竭时，使用低密钻井液可以防止对油气层的损害。目前，人们对泡沫钻井液的认识较浅，泡沫的稳定性较常规钻井液复杂得多，而实验室的流变数据仪已经可以模拟钻具有环空中钻井液的流变性，以预测和控制井底压力。文中研究了采用经济方法配制水基泡沫的物化性质和流变性，并且研究了参数对泡沫稳定性的稳定影响，包括电解质（单价、二价盐类）和烃类污染情况，在研究水对泡沫性影响的同时还提出了加入水溶性聚合物可提高泡沫稳定性的结论。在实验室里，用一透明回路管线，（内径２５．４mm,长４m)做循环实验来研究泡沫流动性能，利用Ｅconomides1995的研制的模拟软件便可以计算循环压耗，由于泡沫质量对模型实验的准确性有一定的影响。因此，允许模型有有效范围内存在误差，对于流变性，利用不同的测定进行了比较。还对其它参数的影响进行了研究，如聚合的浓度和发泡剂浓度。     

钻井液不落地技术在白鹭湖井工厂的应用

白鹭湖井工厂项目位于风景区,环保要求严格,不允许废钻井液固化填埋,为了保护环境和实现钻井液重复利用,在该项目施工完成的43口井应用钻井液不落地技术。现场施工难点有机械钻速快、随钻处理量大、压滤水重复利用难、设备多且占地面积大、长裸眼段对钻井液性能要求高,所钻遇上部地层造浆严重、下部地层易塌,因此优选了氯化钙强抑制环保钻井液体系。改进后形成了粗颗粒岩屑不加药离心分离固化,细颗粒脱稳压滤处理的钻井液不落地处理技术;另一方面,处理剂由过去的直接加入改成以药液方式加入,压滤时间由原先的60 min减少至20 min,最大处理量达到了9 m3/h;再者,岩屑搅拌罐进压滤机管路在原有的砂泵供料基础上,增加立式液压柱塞供料泵;改进后的岩屑槽设计了辅助冲水管线,解决了岩屑槽内的堆积问题。钻井实践表明,在大型丛式井组井工厂施工中,应用钻井液不落地技术,及配套的环保型钻井液体系,能够满足严格的环保要求及提高钻井液的重复利用率,并且大幅提高机械钻速,降低了钻井成本。      

响应面法优化纳米材料稳定的泡沫钻井液

为提高泡沫钻井液的稳定性,向体系中引入纳米材料,并研究了纳米材料润湿性对于泡沫质量的影响。根据Box-Behnken Design设计原理,采用三因素三水平响应曲面法,优化了起泡剂BS-12、亲水性纳米SiO2和增黏剂XC的加量,探究了它们之间交互作用对于泡沫综合指数的影响,并以此为基础研制了泡沫钻井液体系。结果表明,纳米材料润湿性会显著影响不同类型起泡剂的泡沫质量,疏水性纳米材料能够提高阴离子起泡剂SDS的泡沫稳定性,但对两性离子起泡剂BS-12的泡沫起泡量和半衰期呈现负相关关系,亲水性纳米材料才能提高两性离子起泡剂BS-12的泡沫稳定性;通过响应曲面优化设计得到的最优浓度配比为：0.6% BS-12+4%纳米SiO2+0.3% XC。响应曲面分析表明,对于泡沫综合指数的显著性影响程度,纳米材料浓度 > 起泡剂浓度 > XC浓度;纳米稳定的泡沫钻井液体系性能评价表明,该体系表观黏度为42mPa·s,密度为0.81 g/cm3,半衰期达60 h,能长时间保持性能稳定,抑制性强,线性膨胀率较清水下降65%,储层保护效果好,煤岩岩心气测渗透率恢复率在90%以上,携岩效果好,岩屑和煤屑的沉降速度较清水降低92%以上,能够满足现场煤层气钻井的需要。     

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欠平衡钻井由于有利于发现和保护油气层、提高钻速、降低成本,减少井漏及压差卡钻等复杂情况,而受到人们的高度重视。在已知的三种欠平衡钻井液体中,泡沫流体由于比空气钻井更安全,比雾化钻井液或纯气体钻井所需的设备功率更低,净化井眼能力更强,因而越来越广泛地应用于欠平衡钻井中。利用泡沫流体进行欠平衡钻井,是一种较安全的钻井技术,文章介绍了泡沫流体的组成、性能、特点及作用,分析了泡沫流体钻井中常见问题并提出了一些建议。     

微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺在TBK气田的应用

TBK气田海拔1125m,表层主要是无压裂缝性碳酸盐岩地层,井眼直径914.4mm。钻井过程中的主要困难是严重漏失和大井眼清洁。用膨润土钻井液、正电胶钻井液和清水钻进时,有进无出,而盲钻常常砂卡钻具。微泡沫钻井液既可降低井筒液柱压力,又可在近井壁形成一个类似于"液体套管"的滞留层,因而在钻井过程中具有非常好的防漏作用。粗泡沫堵漏工艺,是在钻穿漏层后,将适量微泡沫钻井液配成密度略高、可循环、但不太稳定的泡沫钻井液,缩短泡沫稳定时间,故意让泡沫液进入裂缝。在低流速或静止状态下,微泡沫就会变成"蜂窝"状的结构强度很大的泡沫凝胶,对漏失通道产生"气锁"和凝胶封堵,防止固井水泥浆漏失。现场应用表明,微泡沫钻井液密度低,黏切高,可循环,成本低,不需增加任何设备,具有非常好的防漏作用和岩屑携带能力;粗泡沫堵漏工艺操作简单,施工方便,堵漏效果好,注水泥固井一次成功。     

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对于井漏的解决办法通常是先堵漏再恢复钻井作业，对堵漏无效的井则采用清水强钻等技术措施。核桃1井Φ444.5 mm井眼井段发生井漏, 通过多次堵漏无效果，又不具备清水强钻的条件, 该井位于半山腰,钻井过程中漏失的部分钻井液从钻机基础下方流出,严重影响了钻机的安全，通过采用空气/空气泡沫钻井工艺技术，解决了该井出现的各种复杂难题，快速安全成功钻达固井井深，取得了Φ444.5 mm井眼段纯空气钻井经验和地层出水时的空气泡沫钻井经验,同时对纯空气/空气泡沫钻井的钻头使用情况有了了解,并掌握了空气钻井设备的配套和使用，现场配制的泡沫基液性能满足了空气泡沫钻井的要求。采用空气钻井技术后缩短了复杂井段的钻井作业周期，大大提高了钻井机械钻速，降低了钻井作业综合成本，提高了经济效益，对于发生恶性井漏的井，采用空气钻井工艺技术是一个非常好的方法。     

可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

针对在低压裂缝性潜山油层和砂岩油层的勘探开发中，使用常规水基钻井液存在严重漏失问题，钻井工艺研究院研制出了抗高温可循环微泡沫钻井液体系。室内对发泡剂、稳泡剂用量以及该钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性和油气层保护进行了评价。结果表明，该体系起泡性能好，微泡沫基液与气体接触后可产生大量颗粒较细的微泡沫，微泡沫稳定性强，在长时间循环和高温条件下性能稳定，抗污染能力强，与储层流体及钻井液处理剂配伍性好；配制微泡沫钻井液，发泡剂最佳用量为0．4％～1．0％，稳泡剂最佳用量为0．1％～0．3％。现场应用表明，微泡沫钻井液具有低密度的特点，在三开钻进过程中相对稳定，解决了在低压储层钻井时遇到的井漏问题，避免了因井漏引起的储层损害，达到了保护油层的目的；该钻井液具有较强的携砂能力，岩屑返出正常，完全满足了开发低压油气层工程和地质需要。     

空气泡沫钻井流体井壁稳定性研究

针对空气钻井中遇到地层大量出水时无法钻进、需转化为空气泡沫钻井的情况,优选出了有利于空气泡沫流体钻井时井壁稳定的处理剂GXG、AP-1和WJ-3,形成了一套具有良好井壁稳定性能的空气泡沫钻井流体配方,对该泡沫流体的抑制性、井壁稳定性等性能进行了评价。结果表明,所研究的空气泡沫钻井流体具有强抑制性,页岩回收率达97.4%,页岩膨胀量较清水降低67.1%。该空气泡沫钻井流体能使泡沫在井壁上形成保护膜,阻止水进入地层,有效防止井壁坍塌,井壁稳定效果良好。     

泡沫缓蚀机理研究

模拟泡沫钻井腐蚀环境，对配制的防腐稳定泡沫的缓蚀性和发泡能力进行了评价，用电化学测量方法，研究其钝化行为，通过扫描电镜和X射线能谱分析等表面分析手段对腐蚀产物膜形貌与组成进行了分析。结果表明，泡沫具有一定的缓蚀能力；地层水腐蚀后的钢片表面有蚀坑，蚀坑中有类似于食盐状的晶粒出现，添加泡沫后腐蚀层表面颗粒均匀细小，结构更紧密，添加泡沫和缓蚀剂后钢片表面基本无明显腐蚀，但有水流冲刷和钻屑磨蚀的微小痕迹存在。结合实验现象和理论分析，首次总结提出泡沫钻井中泡沫的缓蚀机理，泡沫的缓蚀性主要在于：发泡剂在钢铁表面的吸附；稳泡增粘剂能与地层水中的多价金属离子络合；泡沫对氧的隔绝；泡沫能固定砂粒，减少冲蚀。在泡沫中添加缓蚀剂和除氧剂，泡沫缓蚀能力进一步得到提高。     

提高可循环泡沫钻井液保护油气层效果研究

通过对可循环泡沫钻井液进行微观分析，并考察其对油藏岩石润湿性的影响，探讨了可循环泡沫钻井液保护油气层的机理。为进一步提高可循环泡沫钻井液的油层保护效果，优选出两种配伍性较好的油层保护添加剂：特定浊点的聚合醇和一定级配的暂堵剂。实验结果表明．泡沫钻井液中加入适量暂堵剂和聚合醇后，渗透率恢复值从66．54％增加到84．30％，油气层保护效果显著提高，而且它们对体系的稳定性和流变性没有不良影响。聚合醇与暂堵剂协同作用，既能保持泡沫钻井液体系独特的性能，又能充分发挥各自的保护油气层作用，实现了3者的有机统一，有效提高了该特殊钻井液体系的油气层保护效果。     

空气钻井在TABNAK气田的合理应用

空气泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻井速度为6.52m/h,与泡沫钻井速度(5.23~ 6.63m/h)相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井液,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。